KR100250276B1 - 와류실식 디젤엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 압축시 강한 스월을 발생시키고 폭발시 화염 전파를 용이하게 하여 흡기량을 증대시켜 스모크를 개선하고 와류실의 출입구 선단부 내구성을 증대시키는 와류실식 디젤엔진을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 와류실식 디젤엔진은 피스턴의 승강을 안내하는 보어를 내장한 실린더 블록, 이 실린더 블록의 상축에 결합되어 실린더 블록의 일축과 연소실인 와류실을 형성하는 실린더 헤드, 상기 와류실의 양축으로 압축 행정시 공기의 공급을 가능케 하고 폭발시 와류실의 일축으로만 화염 전파를 가능케 하도록 전자 제어유닛(ECU)에 의하여 와류실의 일축을 제어하도록 와류실의 일축에 형성되는 화염 전파 제한수단을 포함하여 구성된다.

Description

와류실식 디젤엔진

본 발명은 와류실식 디젤엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연소실내의 흡기량을 증대시켜 스모크 개선 효과를 증대시키고 와류실의 내구성을 증대시키는 와류실식 디젤엔진에 관한 것이다.

일반적인 와류실식 디젤엔진은 실린더 블록이나 실린더 헤드에 연소실인 와류실을 형성하여 압축 행정시 와류실로 공기를 유입시키면서 강한 스월을 발생시키고 이에 연료를 분사, 연소시켜 그 연소 폭발력으로 동력을 발생시킨다.

즉, 와류실에 분사된 연료는 강한 선회 운동을 하는 공기와 혼합되어 착화 연소된다.

상기와 같은 와류실식 디젤엔진은 제3,4도에 도시된 바와 같은 부재(51)를 실린더 헤드(53)에 결합시켜 와류실(55)을 형성하므로, 압축시에는 제3도에 도시된 바와 같은 공기 웨이크를 그리면서 압축되고, 폭발시에는 제4도에 도시된 바와 같은 동기 웨이크를 그리면서 폭발되어 피스턴(미도시)에 그 폭발력을 작용시키도록 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 와류실식 디젤엔진은 와류실의 출입구 선단을 압축시에는 강한 스월을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어져 있으나, 폭발시에는 화염 전파를 방해하는 구조로 이루어져 일정 흡기량에 대한 연소실의 체적을 증대시키는 작용을 하고 있기 때문에, 흡기에 대한 스모크 개선 효과가 다소 떨어지고 와류실의 출입구 선단부의 내구성이 저하되는 경향이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축시 강한 스월을 발생시키고 폭발시 화염 전파를 용이하게 하여 흡기량을 증대시켜 스모크를 개선하고 와류실의 출입구 선단부 내구성을 증대시키는 와류실식 디젤엔진을 제공하는 데 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명에 따른 와류실식 디젤엔진은 피스턴의 승강을 안내하는 보어를 내장한 실린더 블록, 이 실린더 블록의 상축에 결합되어 실린더 블록의 일축과 연소실인 와류실을 형성하는 실린더 헤드, 상기 와류실의 양축으로 압축 행정시 공기의 공급을 가능케 하고 폭발시 와류실의 일축으로만 화염 전파를 가능케 하도록 전자제어유닛(ECU)에 의하여 와류실의 일축을 제어하도록 와류실의 일축에 형성되는 화염 전파 제한수단을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성되는 와류실식 디젤엔진은 화염 전파 제한수단에 의하여 와류실로 공급되는 공기와 전파되는 화염 방향을 결정한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 관련하는 와류실식 디젤엔진의 압축 행정 상태를 도시한 단면도.

제2도는 본 발명에 관현하는 와류실식 디젤엔진의 폭발 행정 상태를 도시한 단면도.

제3도는 종래 기술에 관련하는 와류실식 디젤엔진의 압축 행정시 와류실의 공기 흐름상태를 도시한 단면도.

제4도는 종래 기술에 관련하는 와류실식 디젤엔진의 폭발 행정시 와류실의 연소가스 흐름상태를 도시한 단면도이다.

제1도는 본 발명에 관련하는 와류실식 디젤엔진의 압축 행정 상태를 도시한 단면도로서, 피스턴(1)의 승강을 안내하는 보어(3)를 내장한 실린더 블록(4)의 상축에 실린더 헤드(5)를 결합시켜 형성되는 연소실, 즉 와류실(7)에 인젝터(8)로 분사된 연료가 연소되는 폭발력을 피스턴(1)에 작용시켜 이에 연결된 커넥팅 로드(9)로 전달하여 크랭크 샤프트(미도시)를 회전시키는 동력을 발생시킬 수 있는 구조로 이루어져 있다.

상기 와류실(7)은 압축 행정시 공기의 흡입을 안내하고 폭발 행정시 화염 전파를 안내하도록 피스런(1)의 상면 대향축에 화염 전파구(11)를 형성하고, 이 화염 전파구(11)의 상부에는 압축 행정시 공기를 와류실(7)로 흡입케 하는 공기 흡입구(13)가 형성되어 있다.

그리고 화염 전파구(11)는 압축 행정시 공기의 흡입과 폭발 행정시 화염 전파가 용이하게 이루어지도록 와류실(7)의 실린더 헤드(5) 중심부축에서 외곽 상방향으로 경사지게 형성되어 있다.

또 공기 흡입구(13)는 상술한 바와 같이, 화염 전파구(11)의 상축 실린더 헤드(5)에 형성되어 압축 행정시 공기의 흡입을 안내하고 폭발 행정시 화염 전파를 차단시키도록 피스턴(1)의 다른 상면 대향축 실린더 헤드(5) 저면과 공기 관로(15)로 연통되어 있다.

한편 상기 공기 관로(15)는 흡기 행정시 흡기량을 증대시키기 위하여 실린더 헤드(5)의 하부축은 그 내경을 넓게 형성하고 상부로 갈수록 좁은 내경으로 형성되어 실린더 헤드(5) 내에 제공되어 있다.

상기와 같이 공기 관로(15)의 선단에 형성되는 공기 흡입구(13)를 단속하여 압축 행정시에는 와류실(7)의 양축으로 공기를 흡입하고, 폭발 행정시에는 와류실(7)의 일축, 화염 전파구(11)로만 화염 전파를 가능케 하는 화염 전파 제한수단으로 상기 공기 관로(15)에 솔레노이드 밸브(17)의 제어에 따라 유압이 공급 배출되므로 작동되는 액츄에이터(19)가 장착되어 공기 관로(15)를 단속할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 솔레노이드 밸브(17)는 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되며, 액츄에이터(19)는 솔레노이드 밸브(17)의 제어로 작동될 수 있는 유압 실린더를 사용함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성되는 와류실식 디젤엔진이 공기를 흡입, 압축하여 인젝터(8)로 연료를 분사하여 연소, 폭발시켜 동력을 발생시킬 때, 전자제어유닛(ECU)이 솔레노이드 밸브(17)를 온/오프 제어하여 액츄에이터(19)로 유압을 공급 및 차단 배출시킨다.

즉, 압축 행정시에는 전자제어유닛(ECU)이 솔레노이드 밸브(17)를 오프시켜 액츄에이터(19)에 공급되었던 유압을 배출시켜 공기 관로(15)를 연통시킨다.

따라서 피스턴(1)의 상승에 따라 공기는 관로(15)와 연결된 공기 흡입구(13)와 화염 전파구(11)를 통하여 와류실(7)의 양축으로 제1도에 도시된 바와 같은 공기 웨이크를 형성하면서 강한 스월을 발생시키면서 흡입된다.

그리고 인젝터(8)의 연료분사로 연료가 착화되어 폭발하게 되면, 전자제어유닛(ECU)이 솔레노이드 밸브(17)를 온시켜 액츄에이터(19)에 유압을 공급하여 공기 관로(15)를 차단시킨다.

따라서 와류실(7)에서의 연소 폭발력에 의한 화염이 공기 흡입구(13)와 연결된 공기 관로(15)로는 차단되고 화염 전파구(11)를 통해서만 제2도에 도시된 바와 같은 공기 웨이크를 형성하면서 피스턴(1)에 폭발력을 가한다.

상기와 같이 화염 전파구(11)를 통하여 전파되는 화염은 화염 전파구(11)의 경사 방향을 따라 자연스럽게 전파되므로 화염 전파구(11)의 내구성을 저해하지 않는다.

그리고 공기 통로(15)는 흡기 행정시 확대된 흡기 공간을 제공하여 다량의 공기를 흡입할 수 있게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 와류실식 디젤엔진은 화염 전파 제한수단에 의하여 와류실로 공급되는 공기와 와류실에서 전파되는 화염의 방향을 결정하므로 압축시 와류실에서 강한 스월을 발생시키고 폭발시 화염 전파를 용이하게 하여 흡기량을 증대시켜 스모크를 개선하고 와류실의 출입구 선단부 내구성을 증대시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 피스턴의 승강을 안내하는 보어를 내장한 실린더 블록, 이 실린더 블록의 상축에 결합되어 실린더 블록의 일축과 연소실인 와류실을 형성하는 실린더 헤드, 상기 와류실의 양축으로 압축 행정시 공기의 공급을 가능케 하고 폭발시 와류실의 일축으로만 화염 전파를 가능케 하도록 전자제어유닛(ECU)에 의하여 와류실의 일축을 제어하도록 와류실의 일축에 형성되는 화염 전파 제한수단을 포함하는 와류실식 디젤엔진.
2. 제1항에 있어서, 와류실은 압축 행정시 공기의 흡입을 안내하고 폭발 행정시 화염 전파를 안내하도록 피스턴의 상면 대향축에 형성된 화염 전파구, 이 화염 전파구의 상부에 실린더 헤드 일축에 형성되어 압축 행정시 공기의 흡입을 안내하고 폭발 행정시 화염 전파를 차단시키도록 피스턴의 상면 대향축 실린더 헤드와 공기 관로로 연통된 공기 흡입구를 포함하는 와류실식 디젤엔진.
3. 제2항에 있어서, 화염 전파구의 선단은 공기의 흡입과 화염 전파가 용이하도록 와류실의 실린더헤드 중심부축에서 외곽 상방향으로 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 와류실식 디젤엔진.
4. 제1항에 있어서, 화염 전파 제한 수단은 피스턴의 상면 대향축 실린더 헤드의 일축과 와류실의 일축을 형성하는 공기 관로, 상기 공기 관로상에 제공되어 이 공기 관로의 연롱을 단속하도록 구성되는 액츄에이터를 포함하는 와류실식 디젤엔진.
5. 제4항에 있어서, 공기 관로는 실린더 헤드의 하부축은 그 내경을 넓게 형성하고 상부로 갈수록 좁은 내경으로 형성됨을 특징으로 하는 와류실식 디젤엔진.
6. 제4항에 있어서, 액츄에이터는 전자제어유닛(ECU)에 의하여 제어되는 솔레노이드 밸브에 의하여 공급 배출되는 유압에 의하여 제어되는 유압 실린더로 구성됨을 특징으로 하는 와류실식 디젤엔진.